王海平
(1.浙江大學(xué)工程師學(xué)院,浙江杭州 310015;2.亞歐汽車制造(臺(tái)州)有限公司,浙江臺(tái)州 318057)
隨著新能源汽車的快速崛起,加上突如其來(lái)的新冠疫情的沖擊和全球汽車芯片短缺的影響,給整個(gè)汽車制造業(yè)帶來(lái)了極大的沖擊,使汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)變得極其激烈。當(dāng)前的汽車制造業(yè)主要通過(guò)自動(dòng)設(shè)備來(lái)完成相應(yīng)的生產(chǎn)作業(yè),與傳統(tǒng)人工生產(chǎn)線設(shè)備相比,自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,設(shè)備與設(shè)備之間通過(guò)程序進(jìn)行相互連鎖,若其中某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)異常,就會(huì)造成整條生產(chǎn)線設(shè)備出現(xiàn)故障停機(jī)或不良質(zhì)量問(wèn)題。隨著設(shè)備壽命周期的推移,自動(dòng)化設(shè)備會(huì)逐漸暴露出設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到的設(shè)備故障缺陷、性能缺陷及管理問(wèn)題,若這些問(wèn)題不能得到有效解決,會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行可靠性下降和成本浪費(fèi)。以某新能源汽車制造企業(yè)P的設(shè)備管理為例,將價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修的設(shè)備管理方法應(yīng)用到汽車制造業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備管理過(guò)程中,歸納總結(jié)出一套新的設(shè)備管理策略,這既能確保設(shè)備運(yùn)行的可靠性,又能保證設(shè)備成本控制,通過(guò)提升設(shè)備的生產(chǎn)效率,降低設(shè)備成本來(lái)提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修(Value Driven Maintenance,簡(jiǎn)稱“VDM”)是一種很好的計(jì)劃與控制的框架。VDM主要包括4個(gè)主要方面的價(jià)值驅(qū)動(dòng):資產(chǎn)利用、成本控制、安全健康與環(huán)境和資源配置,具體內(nèi)容如下:
(1) 提升設(shè)備資產(chǎn)利用的性能
依據(jù)資產(chǎn)關(guān)鍵度明確資產(chǎn)類型,定義設(shè)備資產(chǎn)績(jī)效指標(biāo),如:TA(設(shè)備開(kāi)動(dòng)率)、OEE(Overall Equipment Effectiveness,設(shè) 備 綜 合 效 率)、MTTR(Mean Time to Repair,平均故障修復(fù)時(shí)間)、MTBF(Mean Time Between Failure,平均故障間隔時(shí)間)等,將相應(yīng)的設(shè)備維修活動(dòng)轉(zhuǎn)化成維修計(jì)劃,依據(jù)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施,對(duì)過(guò)程中存在的損失進(jìn)行分析并加以記錄。通過(guò)對(duì)影響資產(chǎn)利用的損失進(jìn)行分析及改進(jìn),使設(shè)備資產(chǎn)的性能發(fā)揮出更優(yōu)的價(jià)值。
(2) 降低設(shè)備維修成本
汽車制造業(yè)的設(shè)備維修成本主要分為設(shè)備故障維修成本、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本、設(shè)備備品、備件消耗成本及設(shè)備維修工時(shí)成本等,將相應(yīng)的設(shè)備維修活動(dòng)轉(zhuǎn)化成年度的成本維修預(yù)算,制定相應(yīng)的成本控制的績(jī)效控制指標(biāo),如:?jiǎn)诬嚲S修成本、單車維修工時(shí)等,通過(guò)對(duì)設(shè)備維修活動(dòng)的成本控制,記錄過(guò)程中存在的損失,并對(duì)成本損失進(jìn)行分析及改進(jìn),降低維修過(guò)程成本。
(3) 提升安全、健康、環(huán)保
設(shè)備管理過(guò)程中會(huì)涉及到安全(Safety)、健康(Health)和環(huán)境(Environment)等相關(guān)事項(xiàng),提升安全、健康、環(huán)保(SHE)是整個(gè)設(shè)備管理過(guò)程中的一個(gè)基礎(chǔ)工作,必須要保證設(shè)備管理過(guò)程中人員和設(shè)備安全、人員的健康和可持續(xù)發(fā)展涉及到的環(huán)境問(wèn)題,SHE管理能夠增加法律要求的證書(shū)的通過(guò)率,從而持續(xù)保證未來(lái)的運(yùn)營(yíng)結(jié)果。
(4) 優(yōu)化設(shè)備維修資源過(guò)程
設(shè)備維修過(guò)程中涉及到人員、機(jī)器、材料、方法、工具、知識(shí)和承包商等,管理這些維修資源需要花費(fèi)大量的設(shè)備維修成本。通過(guò)充分發(fā)揮設(shè)備維修資源的利用率,降低設(shè)備維修資源,同時(shí)降低設(shè)備的維修管理成本,可以直接轉(zhuǎn)化成運(yùn)營(yíng)結(jié)果。
價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修(VDM)模型的每一個(gè)價(jià)值因素之間都是相互獨(dú)立且又相互聯(lián)系的,為了便于企業(yè)推進(jìn)價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修的理念,將價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修模型分成10個(gè)維度,它們分別為:資產(chǎn)利用、成本管理、可靠性工程、計(jì)劃與準(zhǔn)備、維修執(zhí)行、技能管理、庫(kù)存管理、服務(wù)與供應(yīng)鏈管理、工具管理和設(shè)備知識(shí)管理。價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修模型如圖1所示。
圖1 價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修模型Figure 1 Model of VDM
總之,為了使價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修創(chuàng)造更多的價(jià)值,不同企業(yè)的維修組織需要根據(jù)企業(yè)內(nèi)部實(shí)際現(xiàn)狀制定相應(yīng)的實(shí)時(shí)策略和方法。VDM的核心在于識(shí)別出設(shè)備管理過(guò)程中影響設(shè)備資產(chǎn)利用和成本浪費(fèi)的關(guān)鍵因素,根據(jù)80/20的管理原則,需要將控制的重點(diǎn)放在主要價(jià)值驅(qū)動(dòng)器上,合理的資源配置是維修管理價(jià)值的重要體現(xiàn)。
新能源汽車制造企業(yè)P的生產(chǎn)工藝流程主要由沖壓車間、焊裝車間、涂裝車間、電池車間和總裝車間5個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程組成(圖2)。
圖2 P汽車廠的生產(chǎn)工藝流程Figure 2 Production process of P automobile factory
P汽車廠的設(shè)備自動(dòng)化程度較高,設(shè)備出現(xiàn)異常后對(duì)生產(chǎn)造成的影響較大,所以,對(duì)設(shè)備的管理水平要求較高。由于企業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備的很多故障發(fā)生周期沒(méi)有規(guī)律性,依靠周期性的預(yù)防維護(hù)策略已不能準(zhǔn)確預(yù)防設(shè)備故障。針對(duì)目前的設(shè)備管理模式已不能滿足公司需要的情況,考慮采用VDM管理方法提高設(shè)備的生產(chǎn)效率,降低設(shè)備的維修成本。
VDM理念涉及到很多詳細(xì)的管理標(biāo)準(zhǔn),可以為維修組織提供為何改善,何處改善以及如何改善的方法。VDM理念是1種建立在“計(jì)劃與控制”概念之上的理念,需要不斷的創(chuàng)新改善和持續(xù)改善。VDM中的資產(chǎn)利用和成本控制是最基本的價(jià)值,設(shè)備維修和維護(hù)管理的核心就在于提高資產(chǎn)利用率,降低維護(hù)成本。VDM模型的管理目標(biāo)如圖3所示。
圖3 VDM的管理目標(biāo)Figure 3 Management objectives of VDM
資產(chǎn)利用(Asset Utilization)主要是管理設(shè)備資產(chǎn)的性能,使其充分發(fā)揮出設(shè)備應(yīng)有的價(jià)值。定義設(shè)備資產(chǎn)績(jī)效需求,建立詳細(xì)的設(shè)備資產(chǎn)臺(tái)賬,按照資產(chǎn)的重要等級(jí)對(duì)設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行分類,根據(jù)設(shè)備分類等級(jí),制定設(shè)備績(jī)效指標(biāo)(KPI,Key Performance Indicator)和管理方案,并將其轉(zhuǎn)化為設(shè)備的年度維護(hù)計(jì)劃,按照PDCA即計(jì)劃(Plan)、實(shí)施(Do)、檢測(cè)(Check)、處理(Act)的過(guò)程對(duì)資產(chǎn)績(jī)效進(jìn)行跟蹤、分析及改善。設(shè)備資產(chǎn)管理主要是對(duì)設(shè)備固定資產(chǎn)的管理,涉及到固定資產(chǎn)的盤點(diǎn)、轉(zhuǎn)移、借用、設(shè)備更新改造、閑置設(shè)備的管理等相關(guān)的資產(chǎn)管理,設(shè)備資產(chǎn)管理一般在設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一管理。資產(chǎn)管理需要建立相關(guān)的資產(chǎn)管理使用的表格表單。KPI是設(shè)備管理工作的重要組成部分,設(shè)備管理工作涉及到成本、質(zhì)量、效率、人員、安全、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)等各方面,要檢驗(yàn)和衡量各個(gè)環(huán)節(jié)的管理水平和設(shè)備資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效果,必須建立和健全設(shè)備資產(chǎn)利用的管理指標(biāo)體系。
成本控制(Cost Control)主要是對(duì)整個(gè)設(shè)備維修過(guò)程中的成本進(jìn)行控制、分析和改進(jìn),包括設(shè)備維修預(yù)算、成本控制計(jì)劃、成本損失分析和成本損失改進(jìn)。為了控制整個(gè)設(shè)備管理過(guò)程中的成本,需要建立成本控制的定量的績(jī)效考核指標(biāo),如:將設(shè)備年度維護(hù)檢修保養(yǎng)計(jì)劃轉(zhuǎn)化為成本預(yù)算。成本控制需要基于年度的成本預(yù)算對(duì)設(shè)備維修過(guò)程的成本進(jìn)行管控,建立過(guò)程的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和改善的過(guò)程數(shù)據(jù)管理。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控成本消耗數(shù)據(jù),一般采用系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤管理,記錄過(guò)程中成本消耗數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,找出過(guò)程中的改進(jìn)點(diǎn)并對(duì)其加以改善。
可靠性工程(Reliability Engineering)是價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修(VDM)中的一個(gè)重要支柱,主要目的是保證資產(chǎn)利用和成本控制達(dá)到最佳的平衡點(diǎn)。基于成本預(yù)算,利用可靠性的維護(hù)理論方法(Reliability Centred Maintenance,簡(jiǎn)稱“RCM”)來(lái)制定設(shè)備預(yù)防維護(hù)計(jì)劃,汽車制造業(yè)一般采用的方法包括:設(shè)備預(yù)防維修、設(shè)備預(yù)測(cè)性維修、設(shè)備智能維修等??煽啃怨こ谭椒ǖ膯?wèn)題解決模型如圖4所示。
圖4 可靠性工程方法的問(wèn)題解決模型Figure 4 Problem solving model of reliability engineering method
計(jì)劃與準(zhǔn)備(Planning and Preparation)的主要目的是將設(shè)備年度維護(hù)計(jì)劃轉(zhuǎn)化成月度或周維護(hù)計(jì)劃,對(duì)維修活動(dòng)提前進(jìn)行計(jì)劃與安排,如:維修工單的分配、人員協(xié)調(diào)安排、維修工時(shí)策劃、備件工具準(zhǔn)備等。設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃的制定流程如圖5所示。
圖5 設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃的制定流程Figure 5 Formulation process of equipment maintenance plan
維修執(zhí)行(Maintenance Execution)的主要目的是依據(jù)月度或周設(shè)備預(yù)防維護(hù)計(jì)劃開(kāi)展設(shè)備的維修和維護(hù)工作,保證設(shè)備維護(hù)及檢修工作的有效執(zhí)行。組織開(kāi)展設(shè)備自主維修、故障分析、程序改進(jìn)、異常問(wèn)題處置等活動(dòng)。其中,維修執(zhí)行中的設(shè)備故障處置需要建立相應(yīng)的故障管理流程,出現(xiàn)設(shè)備故障后信息能夠及時(shí)進(jìn)行傳遞,將設(shè)備故障影響程度降至最低。維修執(zhí)行的工作內(nèi)容框架見(jiàn)圖6。
圖6 維修執(zhí)行的工作內(nèi)容框架Figure 6 Work content framework for maintenance execution
技能管理(Skill Management)主要目的是管理設(shè)備維修團(tuán)隊(duì)人員技能提升與人員發(fā)展,建立維修技術(shù)人員技能管理矩陣,制定設(shè)備維修人員的培養(yǎng)計(jì)劃,依據(jù)計(jì)劃開(kāi)展人員技能培訓(xùn)工作。定期對(duì)維修人員的技能和能力進(jìn)行測(cè)試評(píng)估。設(shè)備維修人員的技能提升對(duì)企業(yè)及維修體系的推進(jìn)起到非常關(guān)鍵的作用,如何在一個(gè)新工廠內(nèi)培養(yǎng)一支高素質(zhì)、高技能的維修隊(duì)伍對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常的關(guān)鍵。人員培養(yǎng)需要建立一套完整的培養(yǎng)體系,包括崗位的能力矩陣、能力提升計(jì)劃、能力階段考核能環(huán)節(jié);人員技能培養(yǎng)過(guò)程中可以針對(duì)崗位要求制定相應(yīng)的培養(yǎng)課程和階段考核的相關(guān)材料;培訓(xùn)過(guò)程中的相關(guān)記錄要留存好。技能管理主要開(kāi)展的工作內(nèi)容見(jiàn)圖7。
圖7 技能管理主要開(kāi)展的工作內(nèi)容Figure 7 Main work contents of skills management
庫(kù)存管理(Inventory Management)的主要目的是確保設(shè)備的正常運(yùn)行,基于成本控制預(yù)算,建立設(shè)備備品、備件的管理機(jī)制,根據(jù)備件的關(guān)鍵程度、采購(gòu)周期、更換頻次、重要等級(jí)等條件制定設(shè)備備品、備件的庫(kù)存,并對(duì)備件收貨、盤點(diǎn)、領(lǐng)用、維修等進(jìn)行管理。針對(duì)設(shè)備的備件管理,首先應(yīng)建立相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn),將管理職責(zé)明確到相關(guān)人員;對(duì)備件進(jìn)行分類和編碼管理;對(duì)備件的儲(chǔ)存、庫(kù)存、采購(gòu)、領(lǐng)用、出入庫(kù)、盤點(diǎn)、備件維修及報(bào)廢等都要建立相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)及流程。對(duì)設(shè)備備件要重點(diǎn)進(jìn)行管理,使設(shè)備備品、備件管理更好地支持設(shè)備維護(hù)和故障管理。庫(kù)存管理的主要工作流程如圖8所示。
圖8 庫(kù)存管理的主要工作流程Figure 8 Main work flow of inventory management
服務(wù)供應(yīng)鏈管理(Service Supply Chain Management)主要目的是對(duì)企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的外包服務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行管理,涉及到外包服務(wù)項(xiàng)目的招投標(biāo)、采購(gòu)、實(shí)施、驗(yàn)收等。在汽車制造業(yè)中主要的外包服務(wù)包括:設(shè)備的委外維修、設(shè)備的委外保養(yǎng)、備件的委外檢修等。服務(wù)供應(yīng)鏈管理的工作內(nèi)容如圖9所示。
圖9 服務(wù)供應(yīng)鏈管理的工作內(nèi)容Figure 9 Work content of service supply chain management
工具管理(Tool Management)主要是對(duì)企業(yè)內(nèi)部涉及到的維修工具進(jìn)行管理,需要建立相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn),將管理職責(zé)明確到相關(guān)人員,對(duì)工具的賬務(wù)、盤點(diǎn)、存放、防護(hù)、校驗(yàn)(計(jì)量)等進(jìn)行管理,需要建立相應(yīng)的管理流程。工具管理的工作內(nèi)容如圖10所示。
圖10 工具管理的工作內(nèi)容Figure 10 Work content of tool management
設(shè)備知識(shí)管理(Equipment Knowledge Management)主要針對(duì)企業(yè)設(shè)備知識(shí)庫(kù)、設(shè)備圖紙資料、設(shè)備文檔資料等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。其中,設(shè)備資料管理包括對(duì)設(shè)備從開(kāi)始安裝到設(shè)備壽命周期到期為止的整個(gè)壽命周期內(nèi)的相關(guān)資料的管理。涉及到設(shè)備圖紙(工藝、機(jī)械、電氣等)、設(shè)備手冊(cè)、設(shè)備說(shuō)明書(shū)、設(shè)備程序、設(shè)備驗(yàn)收資料及工藝文件等有關(guān)設(shè)備自帶的相關(guān)資料。設(shè)備資料要獨(dú)立、分類、統(tǒng)一進(jìn)行管理。設(shè)備文檔資料主要是指為了保證設(shè)備正常使用、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備故障管理等的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、流程、規(guī)范等相關(guān)文件資料。
為更好地推進(jìn)價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修方法,使其更好地應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng),需要基于現(xiàn)場(chǎng)的管理定期對(duì)其進(jìn)行修訂與完善,保證價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系與現(xiàn)場(chǎng)管理工作一致。對(duì)價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系的推進(jìn)及更新完善,可以建立價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系推進(jìn)審核小組,定期開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系的審計(jì),以現(xiàn)場(chǎng)審核的方式進(jìn)行相互學(xué)習(xí),識(shí)別價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系的問(wèn)題,通過(guò)問(wèn)題改善和流程優(yōu)化來(lái)完善價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系,具體流程如圖11所示。
圖11 價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系流程的完善Figure 11 Improvement process of VDM
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù)在現(xiàn)代化汽車制造業(yè)中的應(yīng)用,推動(dòng)汽車制造業(yè)向智能制造方向轉(zhuǎn)型升級(jí),制造業(yè)中先進(jìn)的制造系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),面對(duì)當(dāng)前設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,設(shè)備的復(fù)雜程度越來(lái)越大,為了保證自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的可靠性,需要結(jié)合設(shè)備智能化水平建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備管理體系,并且不斷地完善更新。在當(dāng)今的大數(shù)據(jù)時(shí)代,隨著數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、分析的突破性發(fā)展,可以更加方便、快捷、動(dòng)態(tài)地獲得設(shè)備數(shù)據(jù),將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備管理過(guò)程中,建立大數(shù)據(jù)模式的價(jià)值驅(qū)動(dòng)維修體系,為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。